혼합 레이어 유효매질근사(EMA)

굴절률은 평균하지 않습니다

혼합은 굴절률 n 이 아니라 유전함수 ε = N² 에서 일어납니다. Phazic의 모든 규칙은 성분의 ε 를 섞은 뒤 다시 n, k 로 바꿉니다. n 을 그대로 평균한 값은 두 성분의 굴절률이 비슷하고 둘 다 거의 투명할 때만 근사가 맞습니다.

그리고 조성만으로는 답이 정해지지 않습니다. 같은 비율이라도 성분이 공간에 배치된 방식이 다르면 광학 상수가 다릅니다. 혼합 규칙을 고르는 것이 곧 그 미세구조에 대한 가정입니다.

6가지 혼합 규칙

• Bruggeman — 어느 성분도 호스트가 아닌 자기일관 혼합. 공증착막·기공·거칠기층의 기본값이며 percolation 을 표현합니다. 2성분은 닫힌 해, 3성분 이상은 수치 해(수동 매질 쪽 해를 선택).
• Maxwell Garnett — 연속 호스트 속 희박한 게스트. 저농도 도핑막, 매트릭스 속 금속 나노입자.
• Lorentz–Lorenz — 상 경계가 없는 분자 수준 혼합. 상분리되지 않는 공증착 유기막, 용액.
• Looyenga — 대비가 크지 않은 조밀한 무작위 혼합. 다공성 실리콘·양극산화 알루미나, 공스퍼터 산화물.
• Wiener 상·하한(Parallel / Series) — 장에 평행·수직한 적층. 어떤 미세구조도 그 사이에 있으며, 형태 복굴절의 두 극한입니다.

편집기가 해 주는 것

• 최대 6성분 — 각 성분은 상수, n, k 파일, 분산 모델 어느 것이든 됩니다.
• 모양 인자 L — 구(1/3), 바늘(0), 판(1). Bruggeman·Maxwell Garnett 에서 개재물 형상을 반영합니다.
• 부피·질량·몰 분율 — 모든 규칙은 부피 분율 규칙이므로, 질량·몰 비는 입력한 밀도(와 몰 질량)로 환산합니다. 밀도가 없으면 그럴듯한 값을 대신 넣지 않고 거부합니다.
• 규칙 간 차이 표시 — 그 조성에서 두 극단 미세구조가 얼마나 다른지 보여줍니다. 작으면 규칙 선택이 중요하지 않고, 크면 규칙 이름 없이 인용한 n 은 의미가 없습니다.
• 성분·비율·규칙으로 된 레시피가 레이어에 저장되어 프로젝트 파일에 함께 들어갑니다 — 나중에 비율만 바꿔 다시 계산할 수 있습니다.

타원편광 거칠기층

타원편광 fit 의 표면 거칠기층은 막과 주변 매질을 50:50 으로 섞은 Bruggeman 층입니다. 공기 아래 n = 1.80 인 막의 거칠기층은 n ≈ 1.38 이 됩니다. 측정 n 이 bulk 값보다 낮게 나오는 경우가 기공(밀도) 정보라는 점도 같은 원리로 해석할 수 있습니다.

응용

• 두 호스트를 공증착한 OLED 발광층, 도펀트가 섞인 수송층
• 반응성 스퍼터·증착막의 기공률과 밀도 — 측정 n 으로부터 역으로
• 금속-유전체 cermet, 매트릭스 속 금속 나노입자와 양자점
• 다공성 실리콘·양극산화 알루미나 기반 저굴절층과 센서
• 표면 거칠기, 계면 혼합층, 서브파장 적층의 형태 복굴절

사용해 보세요

혼합 레이어는 레이어 편집기에서 바로 만들 수 있습니다. Phazic은 Windows 10 / 11용이며 Microsoft Store에서 내려받을 수 있습니다.

관련 기능: 이방성 (Berreman 4×4) · 두께 공차 몬테카를로 · 탠덤 OLED